- 無線功率開關(guān)
- 開關(guān)直接封裝
- 無鍵合線開關(guān)
達到這個目標的最好方法，便是使用更有效率，也更智能的電子系統(tǒng)去替代汽車的機械及液壓系統(tǒng)。典型的例子有以電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)替代液壓或者電動液壓系統(tǒng)；電力電機驅(qū)動替代連續(xù)運行的皮帶驅(qū)動系統(tǒng)，就像空調(diào)壓縮器、渦輪充電器，或其它的泵和風扇。即使是一些照明應(yīng)用，如能夠節(jié)能的“高強度氣體放電燈”(HID)或LED燈，也用來代替欠缺效率的傳統(tǒng)燈泡。最終，內(nèi)燃引擎亦將會由具效率的電動電機所取代，就像我們現(xiàn)在于混合動力和電動汽車的動力系統(tǒng)所看到的一樣。
汽車電子化也使國際整流器公司(IR)這些半導(dǎo)體供應(yīng)商以開發(fā)高效率的電源管理解決方案為己任，從而盡量提高這些應(yīng)用的能源效益。IR先進的電源管理解決方案結(jié)合了非常先進的硅技術(shù)及革命性的新封裝技術(shù)，能夠同時改善汽車系統(tǒng)的性能和耐用性。特別是在封裝方面，我們?yōu)橄到y(tǒng)設(shè)計師帶來創(chuàng)新解決方案，以及設(shè)計ECU、電機驅(qū)動和電源的新方法。
現(xiàn)今的硅技術(shù)實現(xiàn)了非常好的開關(guān)，例如最新的溝道MOSFET和IGBT。不過，相關(guān)的封裝技術(shù)經(jīng)常利用十分保守的焊接方法把硅芯片裝貼到基片或鉛框架，并且以鍵合線連接其表面。早在2002年，IR已經(jīng)開始發(fā)展新的連接界面，希望通過簡單的封裝，就能把我們最好的硅技術(shù)連接到電力電路，還把電流和熱流的界面減到最少。最終的成果是，我們開發(fā)出免除鍵合線的DirectFET技術(shù)。這種技術(shù)的實現(xiàn)有賴于硅開關(guān)的正面金屬可焊，以便使由簡單金屬外殼包圍的MOSFET可直接焊接到印刷電路板。圖1和圖2所展示的概念主要是設(shè)計簡單、盡量減少物料和界面，最特別的是無需再用鍵合線去達到最好的電力和溫度性能。此外，這個概念也能夠提高汽車系統(tǒng)的質(zhì)量和可靠性，因為它消除了汽車功率周期中的主導(dǎo)失效模式：也就是所謂的鍵合線脫離。
圖1：DirectFET焊接在PCB上。
圖2：DirectFET的橫切面：硅芯片的溫度和電力接口盡量縮小尺寸，同時電力和溫度性能也遠遠超出采用鍵合線的標準封裝。
直接封裝概念非常適合同時要求卓越性能、質(zhì)量、耐用性和長久可靠性的汽車應(yīng)用。與此同時，IR優(yōu)化了DirectFET概念，結(jié)果造就了我們在今年初推出、全面汽車認可的DirectFET2產(chǎn)品線。有關(guān)的汽車芯片由一個小外殼包圍，讓的客戶可以為其電子控制單元和功率級引入非常創(chuàng)新的設(shè)計概念。這些DirectFET2開關(guān)能夠通過不同的方法散熱，包括從器件的上方散熱，免除了組件要通過PCB，甚至利用ECU外殼兩側(cè)進行冷卻的需要，也不用藉著在ECU設(shè)計里的其它散熱部分來降低溫度?？蛻粢蚨缮a(chǎn)專有的系統(tǒng)解決方案，從而在其它采用標準封裝零件和鍵合線的競爭對中脫穎而出。
圖3：汽車用DirectFET2的各種創(chuàng)新散熱方法選擇
IR將其無鍵合線策略伸延到所有汽車用的功率開關(guān)。其最新一代的IGBT也具備IR專有的正面金屬可焊技術(shù)，提供完全沒有鍵合線的芯片連接，也為采用IGBT和二極管的高電壓系統(tǒng)實現(xiàn)了雙面散熱概念。據(jù)我所知，IR是首家以裸芯片搭配正面金屬可焊技術(shù)來推出商用汽車認可IGBT的公司，使擁有硅處理能力的客戶可以建立和設(shè)計它們自己的雙面散熱無鍵合線功率模塊或功率級。有了IR的正面金屬可焊器件，平常無法接觸專有硅技術(shù)的系統(tǒng)設(shè)計師，現(xiàn)在也可享受“無線汽車電源管理”的世界。
除了裸芯片，IR亦將提供專有的芯片載體解決方案。該方案附有正面金屬可焊IGBT，來支持那些生產(chǎn)線沒有能力處理裸芯片的客戶。最先進的高性能IGBT是以非常纖薄的晶圓制造，厚度僅為60到70微米。這些硅晶圓既薄且具彈性，就如紙張一樣，所以必須使用極為專業(yè)的程序和昂貴的器材去處理。很多第一級和第二級的系統(tǒng)供應(yīng)商都不愿意投資這種昂貴的器材，也不想經(jīng)歷需要長久學(xué)習(xí)才會熟練的纖薄芯片處理過程，更不希望要承受薄芯片處理期間非常高的良率耗損。
